Курс лекций по информатике для заочников
.pdfCopyright by Livanov Roman, 2002-2014
IV. Принтеры.
Принтер – это устройство, предназначенное для вывода текстовой и графической информации на печатную поверхность.
Основные потребительские характеристики принтеров:
а). Качество печати – определяется насыщенностью и равномерностью нанесения красителей.
б). Скорость печати – определяется количеством печатаемых страниц в текстовом и графическом режиме за единицу времени.
в). Разрешающая способность – определяется количеством печатаемых точек на 1 дюйм (dpi). Чем больше dpi – тем выше четкость изображения.
г). Стоимость печати – определяется расходом красителя на 1 страницу, а также продолжительностью работы принтера с красящей лентой или картриджем. (Например, ресурс картриджа струйного принтера 200-500 стр., лазерного – 2500 стр.).
д). Цветная печать – определяется наличием у принтера возможности цветной печати, а также качеством и скоростью цветной печати.
По принципу нанесения красителя на бумагу все принтеры делятся на 3 основных группы:
4.1. Матричные принтеры.
Принцип работы: печатающая головка, содержащая вертикальный ряд иголок, движется вдоль печатаемой строки, а иголки в нужный момент ударяют по бумаге через красящую ленту. Чем больше иголок, тем выше качество печати принтера.
Матричные принтеры обычно поддерживают только черно-белую печать. Раньше выпускались цветные матричные принтеры, в которых использовалась 3-х цветная красящая лента. Однако качество цветной печати на таких принтерах было очень низким, поэтому от их выпуска отказались.
Скорость печати: в текстовом режиме до 3 стр./мин, в графическом режиме
– до 1 стр./мин.
Достоинства: самая низкая стоимость печати за счет низкой стоимости принтера и красящих элементов, низкая требовательность к бумаге.
Недостатки: низкая скорость печати, низкое качество печати, высокий уровень шума при работе.
4.2. Струйные принтеры.
Принцип работы: печатаемое изображение формируется микрокаплями специальных чернил, выбрасываемых на бумагу через отверстия в печатающей головке.
Технология струйной печати легче всего позволяет формировать цветные изображения, поэтому большинство струйных принтеров поддерживает цветную печать. Цветные струйные принтеры бывают 3-х, 4-х или 6-цветными; также встречаются монохромные струйные принтеры для черно-белой печати.
Скорость печати: текст – до 30 стр./мин, черно-белая графика – до 15 стр./мин, цветная графика – до 10 стр./мин.
21
Copyright by Livanov Roman, 2002-2014
Достоинства: возможность качественной цветной печати, печать текста с хорошим качеством, достаточно высокая скорость печати, средний уровень шума при работе, относительно невысокая стоимость принтера.
Недостатки: высокая себестоимость печати, высокая требовательность к бумаге и высокая чувствительность нанесенного красителя к водной среде.
4.3. Лазерные принтеры.
Принцип работы: изображение переносится на бумагу со специального барабана, к которому электрически притягиваются частички твердого красителя (тонера). При этом электризация барабана выполняется с помощью лазерного луча.
Наибольшее распространение получили черно-белые лазерные принтеры для офисной печати документов. Особую разновидность представляют цветные лазерные принтеры для типографской печати, в которых используется разноцветный тонер. Такие принтеры сложнее по конструкции и значительно дороже обычных.
Скорость печати: текст – до 40 стр./мин, графика – до 30 стр./мин. Достоинства: самая высокая скорость и качество печати, невысокая
себестоимость печати, средняя требовательность к бумаге, низкий уровень шума при работе, стойкость нанесенного красителя к воздействию воды.
Недостатки: высокая стоимость принтеров, особенно цветных. Дополнительно по конструкции можно выделить несколько других
разновидностей принтеров:
1). МФУ – многофункциональные устройства, сочетающие в себе возможности принтера, сканера и копира, обычно основанные на технологии лазерной или струйной печати.
2). Светодиодные принтеры – по принципу работы аналогичны лазерным принтерам, отличие состоит в том, что электризация печатающего барабана выполняется не лазерным лучом, а системой импульсных светодиодов.
3). Сублимационные принтеры – по принципу работы аналогичны струйным принтерам, основное отличие в том, что в них применяется твердый краситель, который переносится на бумагу в расплавленном состоянии.
4). Пьезоэлектрические принтеры – являются разновидностью струйных принтеров, в печатающей головке которых используется электрический разряд для выталкивания чернил на бумагу.
5). Термические принтеры – в них используется печатающая головка, оснащенная системой из нагревательных элементов и специальная бумага, пропитанная термочувствительным красителем.
6). Флексографические принтеры – применяются в промышленных целях для печати на картонной упаковке товаров.
7). Широкоформатные принтеры – отличаются возможностью печати на поверхности шириной до 5 метров.
8). Графопостроители (плоттеры) – это устройства для автоматического вычерчивания с высокой точностью сложных чертежей и схем. В качестве печатающего блока в плоттерах применяется специальное перо.
22
Copyright by Livanov Roman, 2002-2014
V.Дополнительные устройства.
5.1.Клавиатура – это устройство, предназначенное для ввода информации
иуправления действиями. Стандартная компьютерная клавиатура обычно содержит от 101 до 104 клавиш. На клавиатуре выделяют 4 основные группы клавиш:
а). Алфавитно-цифровые клавиши – предназначены для ввода символьной
ичисловой информации.
б). Функциональные клавиши – предназначены для выполнения в каждой программе определенных функций.
в). Мультимедийные клавиши – предназначены для быстрого доступа и управления некоторыми программами компьютера.
г). Служебные клавиши – предназначены для различных вспомогательных действий при работе на компьютере.
По технологии, применяемой для фиксации нажатия клавиш, различают несколько типов клавиатур:
1). Механическая клавиатура – под каждой клавишей располагается выключатель с металлическими контактами, которые замыкаются нажатием клавиши. До конца 90-х годов все клавиатуры были механическими, на данный момент такая технология является устаревшей. Недостатками являются низкая герметичность и достаточно высокий уровень шума.
2). Резинопленочная клавиатура – каждая клавиша содержит резиновый толкатель и мембрану из пленок с токопроводящими дорожками; при нажатии клавиши мембрана продавливается и дорожки замыкаются. На основе данной технологии выпускается большинство современных клавиатур. Характеризуется низкой герметичностью и средним уровнем шума.
3). Оптическая (фотоэлектрическая) клавиатура – под клавишами располагается сетка световых лучей, нажатие клавиш фиксируется пересечением двух лучей (вертикального и горизонтального). Характеризуется высокой герметичностью, средним уровнем шума и высокой ценой.
5.2. Компьютерная мышь – это устройство, предназначенное для управления действиями на компьютере.
Принцип работы: мышь воспринимает свое перемещение по рабочей поверхности и передает эту информацию компьютеру, программы которого преобразуют сигналы мыши в передвижение курсора по экрану. Основной характеристикой мыши является чувствительность к перемещению. Стандартная мышка обычно содержит 2 или 3 кнопки, при этом средняя кнопка представляет собой колесо прокрутки.
По конструкции и принципу работы выделяют 4 типа мышек:
1). Механические – при перемещении мыши в ней вращается шарик, движение которого отслеживается механическими датчиками.
2). Оптические – в них используется красный световой луч, движение мыши отслеживается оптическими датчиками.
3). Лазерные – являются новой разновидностью оптических мышек, использующих для подсветки полупроводниковый лазерный луч.
23
Copyright by Livanov Roman, 2002-2014
4). Беспроводные – подключаются к компьютеру при помощи инфракрасного или радиосигнала.
5.3. Модем (модулятор-демодулятор сигнала) – это устройство для обмена информацией между компьютерами через телефонные линии связи. Основной характеристикой модема является максимальная скорость обмена данными.
Классификация модемов:
1. По конструктивному исполнению.
а). Внешние – в виде отдельного устройства, подключаемого через последовательный порт.
б). Внутренние – в виде электронной платы, подключаемой к разъему на материнской плате или встроенные непосредственно в материнскую плату.
2. По принципу работы.
а). Аналоговые – принцип их работы заключается в том, что модем преобразует цифровые сигналы компьютера в аналоговые и пересылает их по телефонной линии. Модем, принимающий информацию, выполняет обратное преобразование аналоговых сигналов в цифровые.
б). Цифровые – применяются для работы на выделенных цифровых линиях связи. К этой группе относятся модемы, поддерживающие технологию ADSL, модемы, работающие с оптоволоконными линиями связи, а также радиомодемы и 3G-модемы.
3. По скоростным характеристикам.
а). Низкоскоростные – максимальная скорость до 56 Кбит/с, к этой группе относятся аналоговые модемы.
б). Высокоскоростные – обеспечивают скорость от 64 Кбит/с до 36 Мбит/с, в данную группу входят все цифровые модемы.
Многие модемы кроме возможности передачи данных могут обладать и другими полезными функциями:
1). Оцифровка и передача голоса (голосовые модемы).
2). Прием и передача факсимильных сообщений (факс-модемы). 3). Автоматическое определение номера.
4). Функции автоответчика.
5.4. Сетевая карта – это устройство для обмена информацией между компьютерами в компьютерных сетях. Принцип работы: сетевая карта обеспечивает перевод цифровых данных компьютера в электрические или оптические сигналы, которые передаются по сетевому кабелю. В процессе работы сетевая карта выполняет следующие функции:
1). Подготовка данных к передаче.
2). Передача или прием данных.
3). Управление потоком данных. Основные характеристики сетевых карт:
а). Разрядность – определяет размер передаваемых и принимаемых блоков данных; сетевые карты могут быть 8-, 16-, 32- и 64-битные.
б). Тип подключаемого кабеля – каждая сетевая карта рассчитана на подключение определенного типа кабеля (коаксиальный, витая пара или оптоволоконный).
24
Copyright by Livanov Roman, 2002-2014
в). Скорость передачи и приема информации – обычно определяется типом подключаемого кабеля и может составлять 10, 100 или 1000 Мбит/с.
г). Надежность и стабильность работы – определяется установленной микросхемой контроллера.
5.5.Звуковая карта – это устройство, предназначенное для создания, воспроизведения и записи звуковой информации. Звуковая карта может быть встроенной в материнскую плату или в виде отдельной платы. Для воспроизведения звука к звуковой карте необходимо подключить колонки, а для записи – микрофон.
Вся звуковая информация на компьютере может существовать в двух основных форматах:
1). MIDI – электронный синтез звука по нотам.
2). WAVE – универсальная форма записи звука в виде звуковых колебаний, производными этого формата являются MP3, WMA и другие.
Основные характеристики звуковой карты:
а). Разрядность – определяет количество бит, используемых при преобразованиях звуковых сигналов. Чем выше разрядность, тем выше качество звучания. Звуковые карты могут быть 16, 32 и 64-битные.
б). Частота дискретизации – определяет количество измерений уровня звука при записи и воспроизведении звуковой информации. Чем выше частота дискретизации, тем звук является более близким к оригиналу. Современные звуковые карты поддерживают стандартную частоту дискретизации 44-48 кГц, максимально до 192 КГц.
в). Поддержка объемного трехмерного звука (системы 5.1, 7.1).
5.6.Сканер – это устройство, предназначенное для ввода в компьютер графической и текстовой информации непосредственно с бумажных носителей. При сканировании в компьютер вводятся рисунки в виде графических файлов.
Спомощью специальных программ компьютер может распознать символы в отсканированной картинке, что позволяет быстро вводить напечатанный текст.
Классификация сканеров.
1. По режиму сканирования:
а). Черно-белые – применяются для сканирования текстовых документов. б). Цветные – для сканирования текстов и цветной графики.
2. По конструкции:
а). Планшетные (настольные) – обрабатывают всю страницу документа целиком.
б). Ручные – их нужно проводить над сканируемым рисунком или текстом. в). Слайд-сканеры – позволяют вводить изображения непосредственно с
фотопленки.
Основные характеристики сканера:
а). Разрешающая способность – определяется количеством сканируемых точек на 1 дюйм (dpi). Составляет 600-1200 dpi – для офисного применения, 1200-4800 dpi – для профессионального применения.
б). Скорость сканирования – зависит от разрешающей способности и может составлять до 5 стр./мин.
25
Copyright by Livanov Roman, 2002-2014
Тема №4: Программное обеспечение персонального компьютера
План:
I. Виды программ и тенденции развития программного обеспечения. II. Системные программы.
III. Прикладные программы.
IV. Языки и системы программирования.
I. Виды программ и тенденции развития ПО.
Для эффективного использования компьютера необходимо знать назначение, свойства и возможности компьютерных программ.
Программа – это точная и подробная последовательность инструкций по выполнению действий, составленных для компьютера на понятном ему языке, которая представлена в виде исполняемого модуля (отдельного файла или группы файлов).
Программный пакет (ПП) – это совокупность нескольких взаимосвязанных программ, предназначенных для решения определенного класса задач
(например, пакет Microsoft Office).
Программное обеспечение (ПО) – это совокупность всех программ, позволяющих эффективно использовать компьютерную технику и выполнять обработку любых видов информации в цифровой форме.
Признаки классификации программного обеспечения: 1. В зависимости от назначения.
1.1. Системное программное обеспечение – совокупность программ и программных комплексов, обеспечивающих работу отдельного компьютера или компьютерной сети.
а). Базовое ПО – минимальный набор программ, необходимых для работы компьютера и управления его ресурсами.
б). Сервисное ПО – набор дополнительных программ, предназначенных для обслуживания компьютера и организации более удобной рабочей среды пользователя.
1.2. Прикладное программное обеспечение – совокупность программ, необходимых непосредственно пользователям для обработки информации и решения поставленных задач.
а). Офисное ПО – представляет комплекс программ, обеспечивающих выполнение повседневных офисных задач (работу в Интернете, оформление документов, выполнение расчетов).
б). Проблемно-функциональное ПО – включает специальные программы, реализующие обработку специализированной информации (создание чертежей, ведение бухгалтерского учета).
в). Мультимедийное ПО – содержит программы, которые обеспечивают возможность обработки и воспроизведения на компьютере графической, звуковой и видеоинформации.
26
Copyright by Livanov Roman, 2002-2014
1.3.Инструментальное программное обеспечение – совокупность языков и систем программирования, обеспечивающих разработку и создание новых компьютерных программ.
а). Локальное ПО – представляет отдельные независимые языки и системы программирования, предназначенные для создания приложений любого типа.
б). Сетевое ПО – охватывает языки программирования, ориентированные на создание специальных приложений для компьютерных сетей.
в). Интегрированное ПО – включает языки программирования, встроенные
вприкладные программы для расширения их возможностей.
2.В зависимости от условий распространения и использования.
2.1.Коммерческое (платное) программное обеспечение – это программы, за пользование которыми необходимо заплатить их производителю. К этой группе относятся все крупные программные пакеты известных производителей, а также некоторые отдельные независимые программы.
2.2.Свободное (бесплатное) программное обеспечение – это программы, которые разрабатываются независимыми программистами для своих целей, а затем предаются для общего пользования. Иногда бесплатное распространение программ используется как инструмент в конкурентной борьбе между фирмами-разработчиками программного обеспечения.
2.3.Условно-бесплатное программное обеспечение – это программы, которые распространяются бесплатно, однако по истечении определенного периода времени за них необходимо заплатить для дальнейшей работы. Некоторые условно-бесплатные программы могут обладать урезанными возможностями, например отключенной функцией сохранения результатов.
Многие производители делают свои программы защищенными от нелегального копирования. Существует две основных группы методов защиты программ от несанкционированного копирования и распространения: 1). Программные методы – подразумевают, что программа копируется или запускается только при опознании некоторого уникального ключа или серийного номера.
2). Методы правовой защиты – наиболее развиты в западных странах и регулируются законодательством. Они включают патентную и лицензионную защиту программ, а также определяют ответственность за нелегальное использование программ.
Жизненный цикл программного обеспечения – определяется периодом времени, начиная с момента принятия решения о необходимости создания программы и заканчивая изъятием программы из процесса эксплуатации. Жизненный цикл программы состоит из нескольких последовательных этапов:
1 этап: системный анализ – определение требований к программе, разработка эксплуатационных и функциональных спецификаций.
2 этап: проектирование – формирование структуры программы в соответствии с требованиями и спецификациями, определение состава модулей программы, их иерархии и межмодульных связей.
3 этап: программирование – реализация проектного решения в виде программы на выбранном языке программирования.
27
Copyright by Livanov Roman, 2002-2014
4 этап: отладка – проверка выполнения всех требований и спецификаций, тестирование работоспособности программы и выявление ошибок.
5 этап: сопровождение – координация всех элементов программы в соответствии с потребностями пользователей, внесение нужных пользователю исправлений и изменений. Данный этап происходит на стадии эксплуатации программы пользователями.
6 этап: окончание обслуживания – заключительный этап, происходит при снятии программы с продажи или производства, характеризуется отказом от сопровождения и последующим прекращением эксплуатации программы.
Длительность жизненного цикла для различных программ неодинакова и для большинства современных программ составляет от 2 до 10 лет.
В процессе разработки программного обеспечения могут применяться три основные модели проектирования программ:
1.Каскадная модель – автоматизация отдельных несвязанных задач, не требующих интеграции и совместимости.
2.Итерационная модель – связывание проектных решений для отдельных задач в единую функциональную систему (проектирование снизу вверх).
3.Спиральная модель – определение состава функциональной системы, а затем постановка и реализация отдельных задач (проектирование сверху вниз).
Программы постоянно совершенствуются разработчиками, в них исправляются ошибки и появляются новые возможности. Чтобы сохранить преемственность программ, им не присваиваются новые имена, а их называют версиями исходной программы. Обычно версии обозначаются цифрами, указанными после названия программы (например, Windows 7, 8.1). Некоторые производители обозначают версии программ по году их выпуска (например,
Microsoft Office 2003, 2007, 2010 и т.д.).
Качество программного обеспечения – определяется совокупностью
характеристик, показывающих степень соответствия программы предъявляемым требованиям. Основными качественными характеристиками программного обеспечения являются:
1). Мобильность – независимость работы программы от используемой модели компьютера и установленной операционной системы.
2). Эффективность – полнота удовлетворения потребностей пользователя при минимальной загрузке ресурсов компьютера.
3). Надежность – устойчивость программы к ошибкам пользователей и отказам оборудования.
4). Коммуникативность – возможность интеграции различных программ друг с другом и возможность обмена данными между разными программами.
5). Модифицируемость – способность программы к внесению дополнений и расширению функций, возможность изменения всех необходимых настроек.
6). Удобство использования – простота и легкость освоения программы, наличие подсказок и справочной системы, наглядный и понятный интерфейс.
Интерфейс – это способ представления информации в процессе общения пользователя с компьютером.
28
Copyright by Livanov Roman, 2002-2014
II. Системные программы.
2.1. Операционная система – является основной программой компьютера, которая загружается при его включении. Операционная система осуществляет диалог с пользователем и управление ресурсами компьютера, а также обеспечивает работу всех других программ и выполняет различные сервисные функции.
Классификация операционных систем:
1. По числу одновременно выполняемых задач:
а). Однозадачные – позволяют выполнять в одно и то же время не более одной задачи.
б). Многозадачные – способны одновременно управлять несколькими процессами, разделяя между ними ресурсы компьютера.
2. По числу обслуживаемых пользователей:
а). Однопользовательские – предназначены для обслуживания только одного клиента.
б). Многопользовательские (сетевые, серверные) – рассчитаны на работу с группой пользователей одновременно.
2.2. Драйверы – это специализированные программы, предназначенные для управления различными устройствами, входящими в состав компьютера. Можно сказать, что драйверы являются программами-посредниками между компьютером и операционной системой.
В процессе работы драйверы выполняют следующие функции: а). Принимают запросы на обращение к какому-либо устройству. б). Преобразуют запросы в команды управления устройством. в). Обрабатывают прерывания от обслуживаемого устройства. Драйверы бывают 2 основных видов:
1.Стандартные – управляют работой стандартных устройств (клавиатурой, дисководами, монитором). Их особенностью является универсальность работы
слюбым подключенным устройством.
2.Загружаемые – предназначены для управления дополнительными устройствами и обычно устанавливаются отдельно с компакт-диска или с сайта производителя.
Практически любой из компонентов компьютера требует установки индивидуальных драйверов. Если для какого-то устройства драйверы не установлены, то оно будет работать некорректно или совсем не будет работать.
2.3. Утилиты – это вспомогательные программы, предназначенные для обслуживания компьютера с целью оптимизации его работы. Некоторые утилиты являются встроенными в операционную систему (например, ScanDisk), а многие утилиты создаются независимыми разработчиками. Утилиты могут существовать в виде отдельных программ, а также в составе больших программных пакетов, содержащих несколько десятков различных утилит.
Все утилиты можно условно разделить на 2 большие группы:
1). Сервисные утилиты – выполняют различные сервисные функции, связанные с обслуживанием компьютера, например дефрагментацию жесткого
29
Copyright by Livanov Roman, 2002-2014
диска, устранение ошибок в реестре операционной системы, восстановление ошибочно удаленных файлов и т.д.
Дефрагментация – это перераспределение информации на диске для ускорения доступа к ней.
Реестр – это база, в которой хранятся различные настройки и параметры операционной системы.
2). Диагностические утилиты – обеспечивают возможность сбора подробнейшей информации о компьютере, его настройках и состоянии, например тестирование работоспособности оперативной памяти, дисковых накопителей, монитора и т.д.
2.4. Антивирусы – это программы, предназначенные для защиты от компьютерных вирусов. Антивирусные программы эволюционируют быстрее, чем любые другие приложения, так как ежедневно появляются тысячи новых вирусов, что приводит к необходимости постоянного совершенствования средств защиты от них.
Компьютерные вирусы – это небольшие по размерам программы, способные самопроизвольно присоединяться к другим программам и файлам, а также внедряться в системные области дисков и компьютерные сети. При этом вирусы выполняют различные нежелательные действия на компьютере: портят данные, нарушают работу программ и создают помехи в работе компьютера. Основная особенность вирусов заключается в том, что они способны создавать свои копии (размножаться) и бесконтрольно распространяться на компьютере или в компьютерной сети.
Классификация компьютерных вирусов: 1. По среде обитания.
а). Файловые вирусы – внедряются в файлы программ и документов. б). Загрузочные вирусы – поражают загрузочные секторы дисков. в). Файлово-загрузочные – заражают файлы и загрузочные области. г). Сетевые вирусы – распространяются через компьютерные сети.
2. По степени воздействия.
а). Безвредные вирусы – практически не мешают работе компьютера и проявляются в виде каких-либо графических или звуковых эффектов.
б). Опасные вирусы – приводят к различным нарушениям и помехам в работе компьютера.
в). Разрушительные вирусы – в результате их воздействия происходит уничтожение данных и стирание информации, а также полное нарушение работоспособности программ и компьютера.
3. По способу заражения.
а). Резидентные вирусы – постоянно находятся в оперативной памяти инфицированного компьютера, заражая программы, файлы и диски, к которым происходит обращение во время работы.
б). Нерезидентные вирусы – не заражают память компьютера и являются активными ограниченное время.
30